So holen Sie das Beste aus einem Rotationstrockner für Schüttgüter heraus

Jul 13, 2023

Shane Le Capitaine, Prozessvertriebsingenieur, FEECO International | 12. November 2021

Rotationstrockner sind zu einem unverzichtbaren Werkzeug im Schüttgutbereich geworden und geben Herstellern die Kontrolle über den Feuchtigkeitsgehalt in Ausgangsmaterialien, Zwischenmaterialien und Fertigprodukten. Diese industriellen Trocknungssysteme sind zum Rückgrat vieler Betriebe geworden, von der Erzverarbeitung im Aufbereitungsprozess bis zur Markteinführung eines Düngemittelprodukts und vielem mehr.

Rotationstrockner sind in hohem Maße anpassbar und bieten erhebliche Möglichkeiten zur Verbesserung der Trocknereffizienz und Produktqualität, indem die Einheit an die beabsichtigte Anwendung angepasst wird, unabhängig davon, ob die Einheit neu oder bereits in Betrieb ist. Beachten Sie Folgendes, um Ihren Schüttguttrockner optimal zu nutzen.

Obwohl Rotationstrockner als industrielle Arbeitspferde gelten, die in der Lage sind, eine Reihe von Materialien zu verarbeiten, können die Bedingungen des Ausgangsmaterials dennoch einen großen Einfluss auf die Leistung des Trockners und die Qualität des aus der Anlage austretenden Produkts haben. Aus diesem Grund sollten Werksleiter ihre Rohstoffe sorgfältig hinsichtlich Gleichmäßigkeit und Feuchtigkeitsgehalt bewerten, um maximale Leistung und Produktqualität sicherzustellen.

Rotationstrockner sind oft ein bevorzugter Ansatz zum Trocknen von Schüttgütern, da sie kleine Änderungen im Ausgangsmaterial und sogar in der Zufuhrgeschwindigkeit des eingehenden Materials tolerieren. Die besten Ergebnisse werden jedoch immer noch erzielt, wenn das Ausgangsmaterial so konstant wie möglich gehalten wird: Je gleichmäßiger das Material, das in den Trockner gelangt, desto gleichmäßiger ist das Material, das den Trockner verlässt. Ein ungleichmäßiges Ausgangsmaterial führt oft zu einer ineffizienten Trocknung, da einige Produkte zu stark und andere zu wenig getrocknet werden.

Die wichtigsten Merkmale der Gleichmäßigkeit bei der Trocknung von Schüttgütern in einem Rotationstrockner sind der Feuchtigkeitsgehalt und die Partikelgrößenverteilung. Aus diesem Grund kann es für einige Betriebe von Vorteil sein, ihre Materialrohstoffe vorzubehandeln, um ein höheres Maß an Gleichmäßigkeit in diesen beiden Aspekten zu erreichen. Dies kann das Vortrocknen des Materials, einen Schritt zur Partikelgrößenreduzierung oder sogar die Einbeziehung eines Rückmischschritts umfassen, bei dem das getrocknete Produkt mit dem Ausgangsmaterial vermischt wird, um die Gesamtabweichung des Feuchtigkeitsgehalts zu verringern.

Nur weil ein Rotationstrockner ein Material verarbeiten kann, bedeutet das nicht, dass er dies auch effizient tun kann. In einigen Fällen ist der Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials möglicherweise nicht ideal für den Trockner, was dazu führen kann, dass das Material am Trockner festklebt und eine Vielzahl anderer Probleme verursacht.

Im Allgemeinen ist bei Materialien mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 30 % möglicherweise ein Vortrocknungsschritt erforderlich, um das Material für eine bessere Verarbeitung im Rotationstrockner zu optimieren. Dies könnte wiederum die Einbeziehung eines Rückmischschritts oder die Einbeziehung einer natürlichen Trocknung, Entwässerung oder anderer Maßnahmen zur Feuchtigkeitsreduzierung bedeuten.

Die leistungsstärksten Rotationstrockner haben eines gemeinsam: Sie wurden speziell für die besonderen Anforderungen ihrer spezifischen Anwendung entwickelt. Dies erfordert die Bewertung sowohl der Materialspezifikationen (Einlass und Auslass) als auch der Verarbeitungsumgebung.

Verschiedene Materialeigenschaften und Umweltaspekte können die Trocknerleistung beeinflussen. Was die Materialeigenschaften betrifft, können Qualitäten wie die spezifische Wärme, die Schüttdichte, die Wärmeübertragungseigenschaften und die chemische Zusammensetzung des Materials Einfluss darauf haben, wie sich das Material im Trockner verhält und wie der Trockner anschließend für den Betrieb mit diesen Eigenschaften ausgelegt sein muss Eigenschaften. Ebenso können sich möglicherweise auch Umweltfaktoren wie Umgebungslufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Pflanzenhöhe auf die Trocknerkonstruktion auswirken.

Es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, um das Trocknerdesign so zu optimieren, dass es optimal mit dem Material und der Verarbeitungsumgebung zusammenarbeitet. Das beinhaltet:

Die Mitnehmer oder Materialheber sind hinsichtlich der Leistung einer der einflussreichsten Aspekte einer Wäschespinne. Flights sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich – Einzelbiegung, Doppelbiegung, gerade und sogar kundenspezifische Formationen.

Das Design eines Schneckengangs sollte auf die Eigenschaften des Materials abgestimmt sein, um einen optimalen „Vorhang“ oder eine Materialkaskade über den Innendurchmesser der Trommel zu erzeugen, da dies eine maximale Wärmeübertragung fördert.

Zusätzlich zum Flugdesign kann auch das Flugmuster individuell angepasst werden, um eine optimale Wärmeübertragung zu fördern, sei es durch versetzte Flügel, einschließlich Vorschubflügel (Spiralflügel, die dabei helfen, Material vom Einlass weg und in die Verarbeitungszone zu bewegen) oder sogar durch a Fehlen von Flügeln für einen Teil des Trockners (sogenannter kahler Abschnitt).

In diesem Trockner werden vorlaufende (Spiral-)Flügel zusammen mit zwei anderen Flügelkonstruktionen eingesetzt, um die Wärmeübertragung zwischen dem Material und den Verbrennungsprodukten zu maximieren

Der Einbau einer Brennkammer kann in manchen Situationen mehrere Vorteile bieten. Während das Hauptziel einer Brennkammer darin besteht, zu verhindern, dass das Material in direkten Kontakt mit der Flamme kommt (wodurch die Produktintegrität gewahrt bleibt und Emissionen wie CO reduziert werden), kann sie auch die Effizienz verbessern. Dies liegt daran, dass eine Brennkammer die Möglichkeit verbessert, die Temperatur des in den Trockner eintretenden Prozessgases zu steuern, und außerdem eine gleichmäßigere Erwärmung des Materials fördert.

Der fehlende Kontakt mit der Flamme gilt im Allgemeinen nur bei hitzeempfindlichen Materialien als Vorteil, kann aber auch den Abrieb eines Produkts verringern.

Auch die Effizienz wird verbessert, da Verdünnungsluft in die Verbrennungsreaktion einbezogen werden kann, was eine vollständigere Verbrennung des Brennstoffs fördert und gleichzeitig die Möglichkeit bietet, rückgewonnene Abwärme an anderer Stelle in der Anlage zu nutzen.

Brennkammer (rechts) an einem FEECO Rotationstrockner

Die Größe der Rotationstrommel ist einer der Hauptfaktoren für die Gesamtkosten eines Rotationstrockners. Und während die Größe der Trommel in manchen Fällen nicht verhandelbar ist, kann in anderen Fällen eine gewisse Flexibilität bestehen. FEECO empfiehlt, wenn möglich, die Luftströmungsgeschwindigkeit zu erhöhen, um die Verwendung einer kleineren Trommel zu ermöglichen. Durch den Einbau einer übergroßen Knockout-Kammer (Auslasshaube) wird das mit einer höheren Luftgeschwindigkeit verbundene Risiko des Mitreißens gemindert. Dies stellt sicher, dass die Kapitalkosten minimiert werden, da die Trommel nicht größer als nötig gemacht wird.

Ein Steuerungssystem ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Optimierung der Trocknerleistung. Ein gut konzipiertes Steuerungssystem kann Betreibern die Möglichkeit geben, den Start- und Abschaltvorgang zu automatisieren, um Ineffizienzen zu minimieren. Es ermöglicht ihnen auch, Parameter während des normalen Betriebs anzupassen, um den Prozess für maximale Effizienz zu optimieren. Einige Systeme können sogar wichtige Betriebsparameter melden und Trends für eine spätere Analyse potenzieller Ineffizienzen, vorausschauende Wartung und Fehlerbehebung bei Prozessen erstellen. Sowohl neue als auch bestehende Trockner können mit einem Steuerungspaket ausgestattet werden.

Das Abgassystem ist nicht das erste, was einem bei der Verbesserung der Trocknerleistung in den Sinn kommt, aber es kann Auswirkungen haben. Erwägen Sie den Versuch, den Luftstrom bei der Verlegung der Rohrleitungen zu maximieren, und natürlich einen Industrieventilator, der dabei hilft, Luft durch das System zu saugen und so einen Unterdruck im Trockner zu erzeugen.

Ein Teil des Prozesses zur Anpassung eines Trockners an seine spezifische Anwendung besteht darin, einen Trockner auszuwählen, der dem für die Aufgabe erforderlichen Leistungsniveau entspricht. Dies bedeutet die Auswahl geeigneter Konstruktionsmaterialien, die Verwendung verdickter Mantelabschnitte, sofern erforderlich, geeigneter Antriebskomponenten und im Allgemeinen die Sicherstellung, dass die Trommel den harten Einsatzbedingungen standhält.

Kürzungen bei Trommeldesign und -fertigung oder die Verwendung eines einheitlichen Ansatzes scheinen eine clevere Möglichkeit zu sein, Kapitalkosten zu sparen, sind jedoch eine sichere Möglichkeit, übermäßige Ausfallzeiten und Wartungskosten zu verursachen.

Im abgenutzten Zustand wird kein Trockner seine beste Leistung erbringen, und einige Aspekte der Wartung können sich nicht nur auf die Prozesseffizienz, sondern auch auf die Produktqualität auswirken.

Wenn sich der Zustand einer Wäschespinne verschlechtert, kann dies schnell dazu führen, dass sie ineffizient wird. Abgenutzte oder fehlende Mitnehmer können die Effizienz der Wärmeübertragung verringern; Beschädigte Dichtungen oder dünne Stellen in der Hülle können die Effizienz verringern und die Treibstoffkosten erhöhen (ganz zu schweigen davon, dass sie möglicherweise irreparable Schäden an der Hülle verursachen).

Aus diesen Gründen trägt die Befolgung der vom OEM festgelegten einfachen Wartungsverfahren sowie die sofortige Behebung auftretender Probleme dazu bei, die Produktqualität und die allgemeine Betriebseffizienz aufrechtzuerhalten.

Ob Sie einen neuen Trockner kaufen oder einen bestehenden Trockner optimieren: Der richtige Weg ist nicht immer klar und wird leider oft durch eine Vielzahl widersprüchlicher Informationen getrübt. In beiden Fällen stehen Optionen zur Verfügung, um die vorhandenen Entscheidungen zu bewerten und die beste Entscheidung zu treffen.

Erwägen Sie bei einer bestehenden Produktionslinie die Beauftragung eines Experten mit der Durchführung eines Geräteaudits. Die gesammelten Daten können je nach Dienstleister und Ziel des Audits unterschiedlich sein, können aber im Allgemeinen Aufschluss über die mechanische Stabilität geben, bestehende Probleme beheben und Verbesserungsmöglichkeiten identifizieren.

Ein FEECO-Ingenieur arbeitet mit Personal vor Ort zusammen, um einen Rotationstrockner zu inspizieren

Beim Kauf eines neuen Trockners können die vielen Faktoren, die zur Effizienz und Produktqualität des Rotationstrockners beitragen, die Entwicklung des richtigen Designs zu einer Herausforderung machen. Tests in einer Pilotanlage können eine wertvolle Möglichkeit zur Festlegung von Prozessdatenpunkten, Kriterien für Materialrohstoffe und zur Risikominimierung der Kommerzialisierung durch die Bewältigung aller materialspezifischen Herausforderungen bieten.

Tests geben Aufschluss über die Prozessparameter, die zum Erreichen des gewünschten Auslassfeuchtigkeitsgehalts und der gewünschten Produktqualität erforderlich sind, und geben Aufschluss über Entscheidungen zur Fassgröße und Definition von Kriterien wie:

Tests helfen auch dabei, die Betriebskosten auf der Grundlage des Brennstoffverbrauchs des Brenners und der erwarteten Emissionen/Abgasbehandlung vorherzusagen.

FEECO Innovation Center mit Pilot-Rotationstrockner

Das flexible Design von Rotationstrocknern macht sie ideal für eine Vielzahl von Schüttguttrocknungsanwendungen. Durch die Anpassung des Trocknerdesigns an die beabsichtigte Anwendung mit Anpassungen wie kundenspezifischen Flügeln, einem Steuerungssystem und mehr sowie durch die ordnungsgemäße Wartung des Trockners können Verarbeiter ihren Rotationstrockner optimal nutzen und Leistung, Effizienz und Produktqualität maximieren .

Unabhängig davon, ob Sie einen neuen Trockner kaufen oder einen vorhandenen Trockner optimieren möchten, können Hersteller, die das Beste aus ihrem Trockner herausholen möchten, Testeinrichtungen und Geräteaudits nutzen, um sicherzustellen, dass ihr Trockner fachmännisch auf seine einzigartige Anwendung zugeschnitten ist.

Shane Le Capitaine ist Prozessvertriebsingenieur bei FEECO International, wo er sich auf die Trocknung von Schüttgütern, die Granulierung von Düngemitteln und Drehtrommelanwendungen spezialisiert hat. Le Capitaine erhielt einen BS in Chemieingenieurwesen von der University of Wisconsin-Madison und verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung auf seinem Gebiet. Für weitere Informationen rufen Sie 800-373-9347 an oder besuchen Sie feeco.com.

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